Download estructura del virus

UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA
DEPARTAMENTO DE BIOQUIMICA
Y BIOLOGIA MOLECULAR Y CELULAR
ACISCLO PEREZ MARTOS
¿VIRUS INFLUENZA?
VIRUS INFLUENZA
 CLASIFICACION Y NOMENCLATURA
 ESTRUCTURA DEL VIRUS
 ESTRUCTURAS Y FUNCION DE:
 HA
 M2
 NA
 REPLICACION DEL VIRUS
 VARIABILIDAD ANTIGENICA
 DERIVA GENETICA (DRIFT) (Cambio de epitopos HA, NA)
 SALTO GENETICO (SHIFT) (Intercambio de segmentos)
 OTRA CARACTERISTICA DE PATOGENICIDAD (NS1)
CLASIFICACION
CLASIFICACION
FAMILIA: orthomyxoviridae RNA (-) y Segmentado
GENERO: influenzavirus
DIFERENCIAS ANTIGENICAS EN NP Y M: A, B, C y Thogoto, (Garrapatas)
TIPOS: B y C: Afectan a humanos y cerdos. No subtipos
A: Todos los subtipos afectan a aves
Se divide en subtipos según diferencias antigénicas
16 HA (H1-H16)
9 NA (N1-N9)
NOMENCLATURA
Tipo de influenza: A, B, C
Hospedador de origen: Swine
Sitio de aislamiento: Alberta
Nº de especie: 33-8
Año de aislamiento: 2009
Subtipo de influenza: (H1N1)
Por ejemplo: A/Swine/Alberta/33-8/2009(H1N1)
(Secuenciado el 14 de mayo. Sospechoso de transmision de humanos a cerdo
•  16 subtipos de HA (25%)
•  9 subtipos de NA (6,7%)
•  256 combinaciones posibles: 85 descritas.
•  3 circulan en humanos: H1N1, H2N2 y H3N2
PRINCIPALES PROTEINAS DEL VIRUS.
1.- DE LA NUCLEOCAPSIDE
PROTEINA MATRIZ (M1)
Estructural, asociada a la cubierta lipídica
POLIMERASAS (PB1, PB2, PA)
Síntesis del RNA viral
NUCLEOPROTEINA
Antígeno especifico del virus. Distingue los tipos A, B y C
NS1 y NS2
No se conocen las funciones especificas.
NS1 de humanos, porcinos y equinos, son indistinguibles.
Las de las aves presentan variabilidad antigénica
NS2 = NEP (Proteína de Exporte Nuclear)
PRINCIPALES PROTEINAS DEL VIRUS.
2.- DE LA CUBIERTA VIRAL
HEMAGLUTININA: Representa 25% , 14 nm * 4nm
 Distribuida uniformemente
 Participa en la penetración del virus
 Aglutinar a los eritrocitos. (Reacción hemaglutinación)
 Induce la síntesis de anticuerpos neutralizantes
(vacunas)
NEURAMINIDASA: Representa el 6,7%
 No distribuida uniformemente en la cubierta
 Cataliza la rotura del ácido sialico (expansión viral)
 Estimula la producción de anticuerpos
PROTEINA M2:
 Es un canal de protones, acidifica el endosoma
 Favorece la salida del material genético del virus
RECEPTORES HEMAGLUTININA
Newly synthesized mRNAs migrate to
cytoplasm (STEP 4) where they are
translated
A virion attaches to the host cell
membrane via HA and enters
the cytoplasm by receptormediated endocytosis (STEP 1)
HA2 promotes fusion of the
virus envelope and the
endosome membranes.(STEP 2)
NP
M1
NS1
NEP
NP, M1, NS1 NEP
Move to the nucleus
(STEP 5a)
In the nucleus, the viral
polymerase complexes
transcribe (STEP 3a)
and replicate (STEP 3b)
Posttranslational processing
of HA, NA, and M2 includes
transportation via Golgi
apparatus to the cell
membrane (STEP 5b)
REPLICACION DEL VIRUS
PROTEINA M2 CANAL DE PROTONES
NEURAMINIDASA
NEURAMINIDASA
Cada una de las tres subunidades comprende dos cadenas,
que por proteolisis, producen:
Tres HA1 responsables de la fijación a la célula huésped
Tres HA2 son responsables de apertura de los endosomas
(entrada del material genético del virus)
tres HA2
tres HA1
Trimero de HA 548 aa
HA1 328 aa
HA2 221 aa
4 SITIOS DE VARIACION ANTIGENICA
SITIO B. α-HELICE. RESPONSABLE
DE LA UNION AL ACIDO SIALICO
SITIO A
SITIO D
 El cambio de un solo aminoácido
en una de estos cuatro dominios
da al virus la capacidad de escapar
del sistema inmune
 Además pueden producir especies
extremadamente virulentas
SITIO C
HEMAGLUTININA
Mutaciones puntuales
pueden aumentar afinidad
por Neu5Acα 2-6 Gal
Aumento de aa basicos
aumenta la viruencia
H0
H1
H2
VARICION ANTIGENICA
Los antigenos de superficie HA y NA cambian periódicamente
 Errores de la RNApol: Las RNApol no tienen corrección de errores
 Antigenic drift: Cambios menores. En todos los tipos (evaden el sistema inmune)
 Mutaciones puntuales
 Pueden dar lugar a epidemias
 Antigenic shift: Cambios mayores. Solo en el tipo A que afecta a todas las especies
por lo que tiene mas posibilidades de reorganización génica
 Intercambios de segmentos de genes
 Pueden dar lugar a pandemias
REAGRUPAMIENTOS GENICOS POSIBLES
Gene Segments, Hosts, and Years of Introduction
Science 22 May 2009
NS1 proteína: No eStructural ¿de función desconocida?
(230 aa)
Infectado con H1N1
Aspártico
Infectado con H1N1
Recombinado con gen
NS1 de H5N1
Glutámico
 Gen (8) NS de H5N1 está asociado a la resistencia de los efectos
antivíricos de interferon
 Codifica la proteína NS1(¿importante en la patogénesis viral?)
PANDEMIAS DE GRIPE EN EL SIGLO XX
AÑO
GRIPE
VIRUS
MORTALIDAD
1918-1919
ESPAÑOLA
A (H1N1)
40 MILLONES
1957-1958
ASIATICA
A (H2N2)
4 MILLONES
1968-1969
HONG-KONG
A (H3N2)
2 MILLONES
Centers for Disease Control and Prevention. Influenza Prevention and Control. Influenza. Available at:
http://www.cdc.gov/ncidod/diseases/flu/fluinfo.htm.
INHIBITION OF THE INFLUENZA-VIRUS REPLICATION
CYCLE BY ANTIVIRAL AGENTS.
 La amantadina (Antifludes, Fluviatol) y el Tamiflu
solo sirven para tratar infecciones por virus Influenza.
 El abuso de estas medicinas permite que los virus
Influenza se vuelvan resistentes a la droga
 Estos medicamentos se deben indicar cuando hay un brote
por virus influenza.
REQUISITOS PARA UNA PANDEMIA SEVERA
 Que el virus sea capaz de infectar a humanos
 Que sea capaz de propagarse de humano-humano
 Que la población carezca de inmunidad
 Que la enfermedad sea altamente letal
El virus H1N1 cumple los tres primeros requisitos
La secuencia genética carece de elementos que la hagan mas virulenta
Factores de virulencia desconocidos hasta ahora
 HA y NA son algo mas que meros IDENTIFICADORES
 HA: Se une al receptor celular, un Sialoglucoconjugado
Neu5Ac-α 2-3Gal Preferencia gripe Aviar
Neu5Ac-α 2-6Gal Preferencia en humanos
En el cerdo coexisten ambos
 Son imprescindibles para la REPRODUCCIÓN DEL VIRUS
HA facilita la entrada del virus a la célula
NA facilita la salida de la progenie vírica de la célula
 Son DIANAS DEL SISTEMA INMUNE
YY Y
Y
Y
 ¿NO por el momento? (actualmente esta en ensayos
clinicos en poblaciones de riesgo)
 Varios laboratorios del mundo están trabajando en lograr
la producción de una vacuna que proteja contra esta nueva
variante
VIRUS INFLUENZA
  Los virus Influenza A se diferencian
en subtipos por las características
antigénicas de
HA
  NA
 
16 subtipos
9 subtipos
(H1,H2,H3)
(N1,N2)
HEMAGLUTININA
P
R
O
T
E
O
L
I
S
I
S
Unión a la célula por
un sialooligosacarido
C
A
M
B
I
O
D
E
pH
TRIMERO
MONOMERO
Función de HA durante la infección vírica
HAEMAGLUTININ (HA) AS A MAJOR
DETERMINANT OF THE PATHOGENICITY
R = Arg
K = Lys
E = Glu
T = Thr
PROTEINA M2 CANAL DE PROTONES
RESISTENCIAS
Mutaciones que producen resistencia
a los adamantanos
Active site of the influenza A viral neuraminidase.
Tyr
RESISTENCIAS DE
NEURAMINIDASA
Asp119Val
Residuos unidos al ácido sialico sustrato
Locations
of
Oseltamivir-resistance
mutations (H274Y) showing that the
tyrosine at position 252 is involved in a
network of hydrogen bonds in (H5N1 and
H1N1) neuraminidases
Mapa funcional de los genes
NLS Señal de localización nuclear
Mutaciones que incrementan la virulencia
 Se aplica una vez al año
 Se producen dos tipos de vacunas al año:
Hemisferio Sur y Norte.
 Se producen por Intercambio de segmentos de ARN de virus
distintos a través de una infección mixta.
 Inactivada (Embrión de Pollo)
 Incluye tres tipos de cepas de virus que infectan humanos
– A/H3N1 A/H1N1
B
FUNCION DE LOS GENES DEL VIRUS
Segment
Size
(nucleotides)
Polypeptide
Function
1
2341
PB2
Subunit of polymerase: Host cap binding and endonuclease
2
2341
PB1
Catalytic subunit of polymerase
3
2233
PA
Subunit of polymerase, active in vRNA synthesis
4
1778
HA
Haemagglutinin
5
1565
NP
Nucleoprotein: Part of transcriptase complex
6
1413
NA
Neuraminidase: release of virus
7
1027
M1
Matrix protein: Major component of virion
M2
Integral membrane protein: Ion channel
NS1
Anti-interferon protein. Effects on cellular RNA transport
NS2
RNP nuclear export
8
890
Genoma de 13.588 nucleótidos